BÀI THI GIỮA KỲ GVHD: ThS Võ Kim Thành Câu 1: Vai trò nguyên liệu, dung môi thành phần hợp chất thiên nhiên ảnh hưởng đến trình chiết tách. Câu 2: Các bước xác định lựa chọn phương pháp chiết tách hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học, giải thích. Trình bày ví dụ cụ thể tùy ý chọn (nhóm 02: nhóm ancoloic) BÀI LÀM Câu 1: Vai trò nguyên liệu, dung môi thành phần hợp chất thiên nhiên ảnh hưởng đến trình chiết tách 1.1. Vai trò nguyên liệu - Việc lựa chọn xử lý nguyên liệu quan trọng có ảnh hưởng lớn đến thành phần, hàm lượng chất có hoạt tính sinh học thực vật, cần lựa chọn nguyên liệu phù hợp để đảm bảo trình chiết tách đạt hiệu suất cao nhất. - Khi tiến hành nghiên cứu thành phần hóa học ta sử dụng tươi thích hợp thường khó bảo quản dễ hư, nấm mốc…(trong thực vật có lượng enzim lớn tự phân hủy). Hoặc nguyên liệu thu hái xong ổn định cách nhúng vào cồn nước đun sôi vài phút. Sau để nước làm khô tự nhiên mát có quạt nơi thoáng gió, tránh sử dụng nhiệt độ cao để làm khô nguyên liệu sử dụng dạng phơi khô phơi số sản phẩm hợp chất thiên nhiên tự phân hủy. Nếu nguyên liệu phải thu hái nơi xa, bọc vào túi nhựa giữ tươi vài ngày. - Để bảo quản dược liệu sau thu hoạch, cần sơ chế ngay. Mỗi loại dược liệu có cách sơ chế riêng: Các loại lá: Nên phơi râm cho héo dần, không nên phơi nắng to làm cho thuốc khô giòn, vụn nát. Trước phơi sấy, thường người ta thường “diệt men phân hủy” để giữ nguyên hoạt chất có lá. Thí dụ: Vị thuốc Cam Thảo dây, thu hái xong mà phơi biến thành màu nâu xám, vị thuốc không ngọt, hoạt chất giảm đi, chế biến cách tươi chảo nóng bỏng, sau giảm dần lửa khô hẳn Cam thảo dây giữ nguyên mầu xanh lục vị đậm chất Glyxyrizin không bị phá hủy đi. SVTH: Nhóm 02 lớp 08CHP Trang BÀI THI GIỮA KỲ GVHD: ThS Võ Kim Thành Các loại thân cây: có nhựa khô Thạch hộc, nên luộc sơ qua phơi nắng to cho khô. Các loại củ: phải sấy từ từ, lúc đầu nhiệt độ khoảng 40 – 50 0C, sau tăng dần lên 70– 800C, để tránh tình trạng bên vỏ khô mà ruột ướt. - Lựa chọn nguồn gốc: chọn không bị sâu bệnh, phát triển tốt. - Vấn đề thu hái: Khi thu hái nguyên liệu phải ý loại bỏ dược liệu sâu bệnh. Đối với phận vỏ, thân, rễ ý xem xét kỹ, tránh thu hái dược liệu có mang thực vật ký sinh. Hơn nữa, thân thảo thường dễ bị lẫn lộn thu hái nên phải chọn lựa cẩn thận. Vì không ta kết luận sai thành phần hóa học dược liệu. Thực vật phát triển phụ thuộc nhiều vào thời tiết, khí hậu, ánh sáng mặt trời. Thời tiết, khí hậu, ánh sáng mặt trời ảnh hưởng tới trình sinh trưởng, phát triển, thành phần hóa học thực vật. Ví dụ: Ớt hái từ 7h trở trước có màu nhạt, cay. Ớt hái từ 7h trở có màu đẹp ( đỏ thắm ), cay Khi thu hái cần ý tới phận thu hái phận có tác dụng làm thuốc khác cần xác định thời kỳ thu hái. * Đối với lấy củ: thu hái lúc bắt đầu vàng úa, gốc già, lúc hoạt chất tập trung nhiều củ. * Đối với lấy lá: thường thu hái lúc nụ. * Đối với lấy tinh dầu: thường thu hoạch vào thời kỳ hoa nở rộ lúc hàm lượng tinh dầu thường cao nhất. Đặc biệt cần quan tâm đến kỹ thuật thu hái: * Nên chọn ngày nắng để dễ dàng việc phơi, sấy chế biến. * Thu hoạch củ đào, tránh làm sây sát đứt rễ. * Thu hoạch lá: cắt theo yêu cầu (loại già bánh tẻ…), trải mỏng, không nên xếp đống vất bừa bị hấp nóng dễ bị thối ủng. * Thu hoạch để lấy tinh dầu: Cắt sau tan hết sương SVTH: Nhóm 02 lớp 08CHP Trang BÀI THI GIỮA KỲ GVHD: ThS Võ Kim Thành khoảng 15-16 đỡ hao tinh dầu. * Thu hái vỏ phải dùng dây thắt ngang cành làm chuẩn dùng dao rạch thành miếng cho đều, dễ phơi sấy uốn thành thanh. Nếu bóc tùy tiện ảnh hưởng đến sinh trưởng giảm giá trị vị thuốc. 1.2. Vai trò Dung môi - Dung môi dùng để chiết xuất hợp chất khỏi dược liệu đa dạng thay đổi tùy theo chất loại dược liệu. Cơ sở để lựa chọn dung môi chiết xuất tính phân cực hợp chất chứa dược liệu dung môi nghĩa chất có cấu trúc tan tốt ngược lại. 1.2.1. Dung môi phân cực không phân cực - Quá trình hình thành dung dịch tùy thuộc vào đặc tính chất tan dung môi. Để hình thành dung dịch trước hết phải có phá vỡ dây nối liên kết hợp chất tan dung môi, để hình thành dây nối liên kết chất tan dung môi. - Một số dung môi phân cực: Nước, Ancol bậc thấp: metanol, etanol, propanol, butanol… Một số dung môi không phân cực: Ete, ete dầu, benzen, toluen, hexan, heptan… Các chất nằm hai nhóm gọi chất phân cực yếu vừa như: Etila axetat, clorofoc, axeton, dietila clorua… 1.2.2. Chất tan nước dung môi phân cực - Các muối vô tan dung môi phân cực. - Chất phân cực: hợp chất hữu nói chung không ion hóa chúng có chứa nhóm nguyên tử mang diện âm hình thành dây nối hidro với phân tử nước chúng tan nước. - Những nhóm có khả tạo dây nối với hidro: OH -, CO, NO, NH2,và Halogen gọi nhóm phân cực. Càng có nhiều nhóm phân cực phân tử dễ hòa tan nước, mạch hidro cacbon dài độ hòa tan giảm. 1.2.3. Chất tan ete dung môi không phân cực - Các hợp chất hữu không chứa nhóm phân cực gọi chất không phân cực. Nói chung chất không phân cực tan ete dung môi không phân cực ngược lại tan nước dung môi phân cực khác. SVTH: Nhóm 02 lớp 08CHP Trang BÀI THI GIỮA KỲ GVHD: ThS Võ Kim Thành - Các chất mà phân tử có nhóm phân cực yếu tan ete. - Nếu chất vừa tan nước vừa tan ete chất phải chất không ion hóa, có số cacbon không 5, có nhóm phân cực tạo dây nối hydro nhóm phân cực mạnh. 1.2. Vai trò thành phần hợp chất thiên nhiên - Trong hợp chất hữu tồn dạng hòa tan nước, dầu béo tinh dầu. * Các chất hòa tan nước (dịch tế bào) hydrat cacbon phân tử bé (monosaccarit, oligosaccarit,), số poolysaccarit… Các hợp chất phenol hòa tan dạng glycozit (flavonoit, tanin) dạng phức hợp khác. * Các hợp chất tan dầu béo tinh dầu hydro cacbon, monotecpen, sterol… - Nói chung, chất tan nước (dịch tế bào) chất phân cực chất tan dầu tinh dầu chất không phân cực. Nhưng tính phân cực chất khác tùy thuộc vào trọng lượng phân tử (vào mạch cacbon) vào nhóm chức. Thông thường mạch cacbon dài tính phân cực giảm. Tính phân cực hợp chất tùy thuộc vào lực tĩnh điện nguyên tử mang điện âm vào số nhóm phân cực. Nói chung phân tử có nhiều nhóm phân cực tính phân cực mạnh, mạch cacbon dài tính phân cực giảm. - Một yếu tố khác có ảnh hưởng đến vấn đề chiết xuất enzym vốn có mặt cây. Trong trình chế biến, chiết xuất không khống chế hoạt động men glycozit bị thủy phân phần toàn phần làm thay đổi tính phân cực, thay đổi độ hòa tan hợp chất dung môi. Như vậy, Nguyên liệu, dung môi thành phần hợp chất thiên nhiên ảnh hưởng đến trình chiết tách. Vì thế, việc hiểu chất cấu trúc chất cần phân tích để từ lựa chọn nguyên liệu, dung môi để thực trình chiết tách vô quan trọng không làm kết phân tích không xác. SVTH: Nhóm 02 lớp 08CHP Trang BÀI THI GIỮA KỲ GVHD: ThS Võ Kim Thành Câu 2: Các bước xác định lựa chọn phương pháp chiết tách hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học: - Gồm bước sau: Xác định công thức phân tử chất đó. Xác định cấu trúc. Đưa quy trình chiết tách. Nêu vài ứng dụng chất chiết đó. Quy trình chiết tách hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học: Cafein từ chè (thuộc nhóm alcaloid). 2.1. Giới thiệu chè - Cây chè hay thường gọi trà có nguồn gốc Đông Nam Á có tên khoa học Camellia sinensis loài mà chồi chúng sử dụng để sản xuất trà. Các danh pháp khoa học cũ có Thea bohea Thea viridis. - Cây trà khỏe, mọc hoang, mọc thành rừng gỗ núi đá cao. Khi không cắt xén cao đến 17 m, trồng người ta cắt xén để tiện việc hái nên thường cao khoảng 0,5 – 2m. Cây sinh trưởng điều kiên tự nhiên có thân chính, đường kính thân tới mức người ôm không xuể, chia làm loại: thân gỗ, thân bụi, thân nhỡ. Cành trà mầm sinh dưỡng phát triển mà thành, cành chia làm nhiều đốt, chiều dài biến đổi từ 1-10cm. đốt trà dài biểu giống trà có suất cao. - Lá trà mọc cách cành, đốt có ( mọc so le nhau), không rụng. Lá trà có gân rõ, rìa có cưa. Búp trà giai đoạn non cành trà hình thành từ mầm dinh dưỡng, gồm tôm ( phần non đỉnh chưa xòe non). Kích thước búp trà tùy thuộc vào giống kỹ thuật canh tác. - Cây trà sau sinh trưởng 2-3 tuổi bắt đầu hoa, hoa trà to, có màu biến đổi từ trắng đến hồng đỏ, mọc kẽ lá, mùi thơm. Hoa chè hình thành từ mầm sinh thực. Hoa chè lưỡng tính, đài hoa có - cánh. Trong hoa có nhiều nhị đực, từ 200 - 400. Noãn sào thường có - ô. Hoa nở rộ vào thánh 11 - 12. Phương thức thụ phấn SVTH: Nhóm 02 lớp 08CHP Trang BÀI THI GIỮA KỲ GVHD: ThS Võ Kim Thành chủ yếu khác hoa, tự thụ phấn - 3%. Trong ngày, hoa thường nở từ - sáng. - Bộ phận dùng để chiết tách chè. 2.2. Cafein - Cafein nằm nhóm hợp chất Alcaloid ( hợp chất vòng có chứa nitơ phân tử). Cafein (C8H10N4O2) tên phổ biến trimetilxantin ( tên đầy đủ 1,3,7trimethylxanthine 3,7-dihydro-1,3,7-trimethyl-1H-purine-2,6-dione). Là dẫn xuất tạo thành từ purine. Cafein chủ yếu tồng hợp từ trà, chiếm khoảng – % trọng lượng khô trà, có hàm lượng biến đổi trình phát triển trà. - Điều đáng ý hàm lượng cafein trà cao hàm lượng cafein hạt cà phê ( chiếm khoảng 1,5 % trọng lượng khô). Ngoài cafein, trà có dẫn xuất khác methylxanthine theobromine, theophylline với hàm lượng thấp ( . lọc Chiết bằng cloroform Cafein thô Cô cạn dung môi Kết tinh Hình: Quy trình chiết tách cafein từ lá chè BÀI THI GIỮA KỲ GVHD: ThS Võ Kim Thành Phơi khô, nghiền mịn 1. 400ml C 2 H 5 OH 2. Chiết. chính xác. SVTH: Nhóm 02 lớp 08CHP Trang 4 BÀI THI GIỮA KỲ GVHD: ThS Võ Kim Thành Câu 2: Các bước xác định lựa chọn phương pháp chiết tách hợp chất thi n nhiên có hoạt tính sinh học: - Gồm các. lớp 08CHP Trang 8 BÀI THI GIỮA KỲ GVHD: ThS Võ Kim Thành 2.4.3. Quy trình chiết tách Cafein từ lá chè SVTH: Nhóm 02 lớp 08CHP Trang 9 Bã Cafein tinh khiết Nguyên liệu Dịch chiết 1.Đun hồi lưu